球墨铸铁材料、包含其的组合物和承载鞍及球墨铸铁的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种球墨铸铁材料、包含其的组合物和承载鞍及球墨铸铁的制作方法。以重量百分含量计，球墨铸铁材料包括：3.35～3.81％的C、2.35～2.75％的Si、0.35～0.85％的Mn、0.30～0.56％的Cu、≤0.05％的P、≤0.05％的S以及余量的铁和不可避免的杂质。采用具有上述组成的球墨铸铁材料制作的球墨铸铁的屈服强度、抗拉强度和伸长率能达到承载鞍对抗拉强度、屈服强度和伸长率的标准要求，因此可以用来制作承载鞍。

Nodular cast iron material, composition comprising the same, and saddle saddle and method for producing ductile cast iron

The invention provides a ductile cast iron material, a composition comprising the same, a saddle and a method for producing the same. With the weight percentage, including nodular cast iron material: 3.35 ~ 3.81% C and 2.35 ~ 2.75% Si, 0.35 ~ 0.85% Mn and 0.30 ~ 0.56% Cu and less than or equal to 0.05% P and less than or equal to 0.05% S and the rest of the iron and unavoidable impurities. The yield strength, tensile strength and elongation can reach the requirements of saddle bearing yield strength and elongation of tensile strength, standard ductile iron production of ductile iron material has the composition of, so it can be used to make the bearing saddle.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料领域，具体而言，涉及一种球墨铸铁材料、包含其的组合物和承载鞍及球墨铸铁的制作方法。
技术介绍
随着铁路运输事业的发展，重载、快捷成为铁路货运发展的两大趋势。目前世界铁路货车已发展到45吨轴重，机车牵引总重量高达3.8万吨，且其运行工况非常恶劣，这对铁路货车的零部件制造质量提出了更高的要求。承载鞍作为铁路货车转向架的关键零部件之一，正常工作时，被安装在货车的滚动轴承和侧架的导框之间，起着连接轴承与侧架、定位和传递各种载荷的作用，承受载荷较大，因此对其制造质量要求较高。目前，有些客户对其采购的承载鞍提出了新的标准要求，标准规定承载鞍材质由原有的铸钢改为球墨铸铁，力学性能符合表1的要求。表1承载鞍球墨铸铁力学性能(基尔试棒)性能类别屈服强度Rp0.2/Mpa(min)抗拉强度Rm/Mpa(min)伸长率A/％(min)新标准≥600≥390≥6球墨铸铁是指铁液在凝固过程中碳以球型石墨析出的铸铁，是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。我国国家标准GB/T1348《球墨铸铁件》中球墨铸铁力学性能如表1所示，由此可见我国现有球墨铸铁材料无法满足承载鞍新标准的要求。表1国家标准GB/T1348中球墨铸铁力学性能材料牌号抗拉强度Rm/Mpa(min)屈服强度Rp0.2/Mpa(min)伸长率A/％(min)QT450-1045031010QT500-75003207QT550-55503505QT600-36003703QT700-27004202QT800-28004802QT900-29006002
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种球墨铸铁材料、包含其的组合物和承载鞍及球墨铸铁的制作方法，以解决现有技术中的球墨铸铁材料不能满足承载鞍标准要求的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种球墨铸铁材料，以重量百分含量计，该球墨铸铁材料包括：3.35～3.81％的C、2.35～2.75％的Si、0.35～0.85％的Mn、0.30～0.56％的Cu、≤0.05％的P、≤0.05％的S以及余量的铁和不可避免的杂质。进一步地，上述球墨铸铁材料包括：3.45～3.75％的C、2.45～2.70％的Si、0.45～0.75％的Mn、0.35～0.50％的Cu、≤0.05％的P、≤0.05％的S以及余量的铁和不可避免的杂质。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一个方面，提供了一种球墨铸铁组合物，包括球墨铸铁材料、球化剂和孕育剂，该球墨铸铁材料为上述的球墨铸铁材料。进一步地，上述球化剂、孕育剂和球墨铸铁材料的重量比为1～3:0.5～2:100。进一步地，上述球化剂为稀土镁球化剂，以重量百分含量计，稀土镁球化剂包括：1.5～2.5％的RE且不含1.5％、5.5～6.5％的Mg且不含5.5％、≤48.0％的Si、1.0～4.0％的Ca、＜1.0％的Al、＜0.5％的Ti以及其他不可避免的杂质。进一步地，以重量百分含量计，上述孕育剂包括:≤0.20％的C、72.0～80.0％的Si、≤0.50％的Mn、≤0.040％的P、≤0.020％的S、≤0.50％的Cr以及余量的铁和不可避免的杂质。为了实现上述目的，根据本专利技术的又一个方面，提供了一种承载鞍，该承载鞍由上述的球墨铸铁组合物制作而成。为了实现上述目的，根据本专利技术的又一个方面，提供了一种球墨铸铁的制作方法，该制作方法采用上述的球墨铸铁组合物为原料，制作方法包括：步骤S1，将球墨铸铁材料进行熔炼，得到铁水；步骤S2，在球化剂和孕育剂的作用下将铁水进行球化和孕育；步骤S3，将球化和孕育后的铁水进行浇铸，得到球墨铸铁。进一步地，上述熔炼的出炉温度为1450～1500℃。进一步地，上述步骤S2包括：采用球化剂和重量百分含量为球墨铸铁组合物的0.7～1.2％的孕育剂进行包底球化和第一次孕育；球化和第一次孕育完成后，采用剩余的孕育剂进行第二次孕育。进一步地，上述步骤S3在1350～1400℃下进行浇铸。进一步地，上述步骤S3还包括在浇铸后进行落砂的过程，且在环境温度5℃以下落砂时间为2.5～3h或在环境温度大于5℃时落砂时间为1.5～2h。应用本专利技术的技术方案，采用具有上述组成的球墨铸铁材料制作的球墨铸铁的屈服强度、抗拉强度和伸长率能达到上述表1中的标准要求，因此可以用来制作承载鞍。上述球墨铸铁材料的各化学元素的含量控制在合理范围内，从而相互之间形成协同作用，使得球墨铸铁的基体组织为铁素体和珠光体混合组织，珠光体含量较高，宏观表现为具有较高强度、硬度，同时兼具良好的塑性。具体为：珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间，由于其含量较高使得球墨铸铁具有适中的强度、硬度；而铁素体塑性较好，但较多时对强度、硬度性能损失较大，本申请的铁素体含量相对较少，因此能使球墨铸铁保持相对高的强度和硬度。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施例1的石墨球金相组织图；图2示出了根据本专利技术的实施例1的基体金相组织图；图3示出了根据本专利技术的对比例1的石墨球金相组织图；以及图4示出了根据本专利技术的对比例1的基体金相组织图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如
技术介绍
所记载的，现有的球墨铸铁的力学性能不能满足承载鞍的要求，为了解决该问题，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种球墨铸铁材料，以重量百分含量计，球墨铸铁材料包括：3.35～3.81％的C、2.35～2.75％的Si、0.35～0.85％的Mn、0.30～0.56％的Cu、≤0.05％的P、≤0.05％的S以及余量的铁和不可避免的杂质。采用具有上述组成的球墨铸铁材料制作的球墨铸铁的屈服强度、抗拉强度和伸长率能达到上述表1中的标准要求，因此可以用来制作承载鞍。上述球墨铸铁材料的各化学元素的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球墨铸铁材料，其特征在于，以重量百分含量计，所述球墨铸铁材料包括：3.35～3.81％的C、2.35～2.75％的Si、0.35～0.85％的Mn、0.30～0.56％的Cu、≤0.05％的P、≤0.05％的S以及余量的铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种球墨铸铁材料，其特征在于，以重量百分含量计，所述球墨铸铁材料包括：3.35～3.81％
的C、2.35～2.75％的Si、0.35～0.85％的Mn、0.30～0.56％的Cu、≤0.05％的P、≤0.05％的
S以及余量的铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁材料，其特征在于，所述球墨铸铁材料包括：3.45～3.75％
的C、2.45～2.70％的Si、0.45～0.75％的Mn、0.35～0.50％的Cu、≤0.05％的P、≤0.05％的
S以及余量的铁和不可避免的杂质。
3.一种球墨铸铁组合物，包括球墨铸铁材料、球化剂和孕育剂，其特征在于，所述球墨铸
铁材料为权利要求1或2所述的球墨铸铁材料。
4.根据权利要求3所述的球墨铸铁组合物，其特征在于，所述球化剂、所述孕育剂和所述
球墨铸铁材料的重量比为1～3:0.5～2:100。
5.根据权利要求3或4所述的球墨铸铁组合物，其特征在于，所述球化剂为稀土镁球化剂，
以重量百分含量计，所述稀土镁球化剂包括：1.5～2.5％的RE且不含1.5％、5.5～6.5％的
Mg且不含5.5％、≤48.0％的Si、1.0～4.0％的Ca、＜1.0％的Al、＜0.5％的Ti以及其他不
可避免的杂质。
6.根据权利要求3或4所述的球墨铸铁组合物，其特征在于，以重量百分含量计，所述孕
育剂包括:≤0.20％的C、7...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓锋，陶春国，田长亮，李辉，肖利民，修磊，
申请(专利权)人：齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23